ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeAP 19676481 (жетекшісі Кушнаренко С.)

AP 19676481 (жетекшісі Кушнаренко С.)

Жоба туралы қысқаша ақпарат

(2023-2025 ж.ж.)

 

Жобаның атауы: ЖТН AP19676481  «Қазақстандағы шие түрлерін (Prunus spp.) ex situ сақтаудың генетикалық әртүрлілігін зерттеу және биотехнологиясын дамыту».

Өзектілігі.

Шие — әлемдегі ең танымал сүйекті емес дақылдарының бірі. Біріккен Ұлттар Ұйымының Азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымының (ФАО) мәліметтері бойынша, 2020 жылы шиенің әлемдік өндірісі шамамен 4,0 миллион тоннаны құрады, сонымен қатар жыл сайын әлемдік өндіріс пен тұтынудың үздіксіз дерлік өсуі байқалады. ҚР статистика агенттігінің есебіне сәйкес, Қазақстанда шие егістігі шамамен 1500 гектарды құрайды, олар негізінен жеке шаруашылықтарда шоғырланған, шие коммерциялық өсіруге өте аз пайдаланылады, соның салдарынан оның ішінде Қазақстан жыл сайын шамамен 25 мың тонна көлемінде шие жемісін импорттауы керек. Дүние жүзінде шиенің 150-ге жуық түрі кездеседі, Қазақстанда шиенің жабайы өсетін 4 түрі сипатталған: Prunus fruticosa Pall., Prunus erythrocarpa (Nevski) Gilli, Prunus prostrata var. concolor Lipsky, Prunus verrucosa Franch. Жабайы жемістердің алуан түрлері селекциялық жұмыс үшін сарқылмас генофондты қамтамасыз етеді. Қазақстанның жабайы шие түрлері жоғары құрғақшылыққа, аязға төзімділік гендерінің қайнар көзі болып табылады, оларда қарқынды жеміс өсіру қазіргі уақытта сүйекті жеміс дақылдарының материалына жүктейтін барлық қасиеттерге ие. Жоба аясында Қазақстанның жабайы түрлерінің фенотиптік және молекулалық-генетикалық сипаттамасын жүргізу, асептикалық культурада және өте төмен температурада (-196°C) криогендік банкте бағалы материалды сенімді сақтау үшін in vitro биотехнологиялары мен криоконсервацияны дамыту.

Жобаның мақсаты: Қазақстандағы шие түрлерінің (Prunus spp.) биоалуантүрлілігін фенотиптік және молекулалық-генетикалық зерттеу, биотехнология және in vitro криоконсервация әдістері негізінде гермплазма үлгілерін сақтау.

Күтілетін нәтижелер:

  1. Экспедициялық сапарлар, жабайы шие түрлерінің өсімдік материалын фенотиптік сипаттау және жинау (тыныштық күйдегі вегетативті бүршіктер, жемістер, жапырақтар, жас өскіндер). Гербарий коллекциясын қалыптастыру
  2. Өсімдік материалының үлгілерін in vitro культурасына енгізу, жабайы шие түрлерінің асептикалық өсімдіктер коллекциясын құру
  3. Микросателлиттік ДНҚ маркерлері мен ДНҚ баркодтауын қолдана отырып, жабайы шие түрлерінің генетикалық алуантүрлілігін зерттеу

Жобаның ғылыми жетекшісі:

Гермоплазманы криосақтау лабораториясының меңгерушісі, биология ғылымдарының кандидаты, профессор Кушнаренко С.В. 200-ден астам ғылыми еңбектері жарияланған, оның ішінде 22 жарияланым Web of Science деректер базасына, 20-сы Scopus деректер базасына енгізілген. H-индекс 9, Scopus ID 6507153914; Web of Science ID M-6616-2015

Зерттеу тобының мүшелері:

1)           Ромаданова Наталья Владимировна, жетекші ғылыми қызметкер, биология ғылымдарының кандидаты. H-индекс 5. Scopus ID 36111616700.

2)           Аубакирова К.П., жетекші ғылыми қызметкер, H-индекс 1, Researcher ID Web of Science M-6628-2015, Scopus Author ID 56097194200

3)           Сатеков Е.Я., аға ғылыми қызметкер

4)           Аралбаева М.М., ғылыми қызметкер, H-индекс 1, Researcher ID Web of Science GBA-8887-2022, Scopus Author ID 57195069563.

5)           Рымханова Н.К., ғылыми қызметкер, H-индекс 1, Researcher ID Web of Science FVM-9722-2022, Scopus Author ID 57773405800.

6)           Манапканова У.А. кіші ғылыми қызметкер

2018-2022 жылдардағы жоба орындаушыларының жарияланымдары мен патенттерінің тізімі:  

  1. Kushnarenko S., Aralbayeva M., Rymkhanova N., Reed B.M. Initiation pretreatment with Plant Preservative MixtureTM increases the percentage of aseptic walnut shoots // In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. – 2022. https://doi.org/10.1007/s11627-022-10279-4, IF 2,6; WOS квартиль Q2, Scopus процентиль 72, индекс цитирования (FWCI) 0,43.
  2. Romadanova N.V., Tolegen A.B., Kushnarenko S.V., Zholdybayeva E.V., Bettoni J.C. Effect of Plant Preservative MixtureTM on endophytic bacteria eradication from in vitro-grown apple shoots // Plants. – 2022. – Vol. 11. – P. 2624-2635. https://doi.org/10.3390/plants11192624, квартиль Q1, процентиль 83, индекс цитирования (FWCI) 1,1.
  3. Utegenova G., Pallister K., Kushnarenko S., Ozek G., Ozek T., Abidkulova K., Kirpotina L., Schepetkin I., Quinn M., Voyich J. Chemical composition and antibacterial activity of essential oils from Ferula L. species against methicillin-resistant Staphylococcus aureus // Molecules. – 2018. – 23(7). – Р. 1679-1696. DOI: 10.3390/molecules23071679, квартиль Q2, процентиль 78, индекс цитирования (FWCI) 1,97.
  4. Земцова А.С., Кушнаренко С.В., Ромаданова Н.В. Создание коллекции in vitro и криогенного банка семян Berberis heteropoda // Experimental Biology (Вестник КазНУ. Серия биологическая). – 2022. – № 4 (93). – С. 4-13. https://doi.org/10.26577/eb.2022.v93.i4.01.
  5. Аралбаева М.М., Михайленко Н.В., Кушнаренко С.В. Разработка способа укоренения побегов грецкого и лесного орехов в культуре in vitro // Вестник Карагандинского Университета. Серия «Биология. Медицина. География». – 2022. – № 3(107). – С. 24-32. DOI 10.31489/2022BMG3/24-32.
  6. Кушнаренко С.В., Ромаданова Н.В., Турдиев Т.Т., Аралбаева М.М., Калыбаев Қ.Р. Сохранение в криобанке образцов грецкого ореха из нескольких популяций Сайрам-Угамского государственного национального природного парка // Вестник КазНУ. Серия экологическая. – 2022. – № 2 (71). – С. 72-80. DOI: 10.26577/EJE.2022.v71.i2.07.
  7. Ромаданова Н.В., Аралбаева М.М., Рымханова Н.К., Байгараев Д.Ш., Рамазанов А.К., Ишмуратова М.Ю., Кушнаренко С.В. Криоконсервацяия как способ повышения лабораторной всхожести и энергии прорастания семян // Вестник Карагандинского университета. Серия «Биология. Медицина. География». – 2022. – № 1 (105). – С. 86-95. DOI 10.31489/2022BMG1/86-95.
  8. Кушнаренко С.В., Ромаданова Н.В., Огарь Н.П., Аралбаева М.М., Верзилов М.А. Современное состояние популяции лещины обыкновенной (Corylus avellana) в Казахстане // Вестник Карагандинского Университета. Серия «Биология. Медицина География». – 2019. – № 2 (94). – С. 99-104. URL: https://biollogy-medcine-geography-vestnik.ksu.kz/2019-94-2.
  9. Ромаданова Н.В., Нурманов М.М., Махмутова И.А. Кушнаренко С.В. Производство суперэлитных саженцев сортов и клоновых подвоев яблони // Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина (междисциплинарный). – 2018. – №3 (98). – С. 4-13. URL: http://rmebrk.kz/magazine/4540#

Патенттер:

  1. Патент № 34902 на изобретение от 26.02.2021. Ромаданова Н.В., Нурманов М.М., Кушнаренко С.В. Способ получения оздоровленных от вирусов саженцев яблони хемотерапией. https://gosreestr.kazpatent.kz/Invention/Details?docNumber=323672
  2. Патент на полезную модель № 4998 от 05.06.2020. Способ размножения лещины обыкновенной. Кушнаренко С.В., Аралбаева М.М., Ромаданова Н.В. https://gosreestr.kazpatent.kz/Utilitymodel/Details?docNumber=320230

2023 жылғы нәтижелер:

Жабайы шие түрлерінің өсімдік материалдарын жинау үшін экспедициялық сапарлар ұйымдастырылды. Тянь-Шань шиесінің (Prunus griffithii var. tianshanica) Алматы облысында 15 үлгі, Жамбыл облысында 7 үлгі, Туркістан облысында 2 үлгі; Дала шиесінің (Prunus fruticosa) Қостанай облысында 35 үлгі, қызыл шиенің (Prunus erythrocarpa) Жамбыл облысында 9 үлгі, Түркістан облысында 12 үлгі; Сүйелді шиенің (Prunus Verrucosa Franch.) Түркістан облысында 7 үлгісінің жемістері мен жапырақтары жиналды Prunus үшін ұсынылған дескрипторларды қолдана отырып, жабайы шие түрлерінің 87 үлгісінің фенотиптік сипаттамасы жасалды. Шиенің төрт жабайы түрінің өкілдері үшін гербарийлер құрылды.

Төрт жабайы шие түрлерінің: Тянь-Шань шиесі, дала шиесі, қызыл шиесі және сүйелді шие тұқымдарын, ұрықтарын және ұрық осьтерін асептикалық өсімдіктерді алу мақсатында, in vitro культурасына енгізу жұмыстары басталды Жемістер жұмсағынан (мезокарп) босатылып, сабын ерітіндісінде 5 минут, содан кейін ағынды сумен шайылды. Қабықты (эндокарп) алып тастағаннан кейін, тұқымдар (ядро) ламинарлы бокстын астында 5 минут 0,1% сулема ерітіндісінде дезинфекцияланды. Стерильді дистилденген сумен жуғаннан кейін экспланттарды әртүрлі комбинациялары бар фитогормондардың (БАП, ИМҚ және ГҚ) Мурасиге-Скуга және Woody Plant Medium қоректік ортасына отырғызылды. Бұл дезинфекциялық режимі экспланттар үшін айтарлықтай тиімді болды, саңырауқұлақ және бактериялық ластану анықталмады. Шиенің төрт түрінің асептикалық өсімдіктер коллекциясы құрылды.

ДНҚ-ны оқшаулау және тазарту, баркодтау (хлоропласттың  3 аймағын және ядролық геномның 1-ші аймағын амплификациялау және секвенирлеу) басталды. Геномдық ДНҚ кептірілген шие жапырақтарынан модификацияланған Doyle and Doyle әдісімен оқшауланды. ДНҚ шиенің төрт түрінің 87 үлгісінен оқшауланып алынды. Пластидті ДНҚ үш генінің (rbcLa, ITS және matK) маркерлерін және бір спейсер бөлімді (trnH2/psbA) пайдалана отырып, жабайы өсетін шие өкілдерінің ДНҚ-сын баркодтау жұмыстары басталды. ПТР келесі праймерлерді қолдану арқылы жүргізілді: rbcLa (5′-ATGTCACCACAAACAGAGACTAAAGC-3′, 5′-GTAAAATCAAGTCCACCRCG-3′); matK (5′- ACCCAGTCCATCTGGAAATCTTGGTTC-3′), (5′-GTACAGTACTTTTGTGTTTACGAG-3′); trnH-pcbA (5′-GTTATGCATGAACGTAATGCTC-3′), (5′ CGCGCATGGTGGATTCACAATCC-3′); ITS (5′-ACGAATTCATGGTCCGGTGAAGTGTTCG -3′), (5′-TAGAATTCCCCGCTTCGCTCGCCGTTAC-3′). ПТР жүргізілуі: 20 мкл көлемінде, құрамында термостабильді ДНҚ полимераза буфері бар, 0,2 мкл (10 мкМ) тік және кері олигонуклеотидтер, 0,4 мкл (10 мМ) нуклеотид ерітінділері, 40 нг ДНҚ және 0,4 бірлік ДНҚ полимеразалар. Амплификация сатысы келесі бағдарлама бойынша жүргізілді: бір цикл 4 мин. 94оС ; келесі кезеңдерден тұратын 35 цикл – 30 сек. 94оС, 30 сек. 57оС кезінде және 1 мин. 72оС; және аяқталуы 1 цикл 10 мин. 72оС. Алынған амплификация өнімдері кейіннен секвенирлеу үшін тазартылды. Реттілік BigDye v31 көмегімен өндірушінің ұсыныстарына сәйкес (thermofisher) 3500 генетикалық анализаторда жүзеге асырылады.

Жарияланымдар (2023 ж.):

  • Kushnarenko, M. Aralbayeva, N. Rymkhanova, U. Manapkanova, A. Tolegen, E. Satekov, N. Romadanova, T. Turdiyev Ex situ preservation of Prunus spp. diversity in Kazakhstan. // 36th International Conference on Ecological Agriculture, Biodiversity and Waste Management (EABWM-23), December 18-22, Bangkok, Thailand. – P.17.