Жоба туралы қысқаша ақпарат
(2024-2026 ж.ж.)
Жобаның атауы: ЖТН AP23485118 «Өсімдік дамуының ювенильді және ересек кезеңдерінде арпаның торлы дақ пен ринхоспориозға төзімділік локустарын ассоциативті карталау».
Өзектілігі. Арпа – Қазақстандағы екінші маңызды дәнді дақыл. Атап айтқанда, жаздық арпа 2,2 млн га егістік алқапты алып жатыр және елдегі жалпы астық түсімінің 15,4% құрайды (2022 ж.). Арпа өнімділігі мен дән сапасына көптеген қоршаған орта факторлары әсер етеді, алайда өнімділіктің төмендеуінің негізгі себептерінің бірі – отандық сорттардың саңырауқұлақ ауруларына, соның ішінде торлы дақ пен ринхоспориозға төзімділігінің төмендігі. Арпа дақылдарының осы қоздырғыштармен зақымдануы масақтағы дәндердің саны мен сапасының төмендеуіне әкеледі, ал жауын-шашын көп болған жылдары егіннің 40% дейін жоғалуына әкелуі мүмкін. Бұл ауруларға төзімділік генетикалық тұрғыдан анықталады, алайда қазіргі уақытта Қазақстанда арпаның осы екі ауруға төзімділігі ассоциацияларын толық геномдық талдау бойынша терең зерттеулер жүргізілген жоқ. Жоғарыда айтылғандарға байланысты жобалық өтінімде 194 шетелдік және 82 отандық сорттар мен линиялардан тұратын екі қатарлы жаздық арпаның дүниежүзілік коллекциясын екі қауіпті саңырауқұлақ ауруларына: торлы дақ және ринхоспориозға төзімділігінің генетикалық ерекшеліктерін зерттеу ұсынылады. Жоғарыда аталған 276 шетелдік және отандық арпа үлгілерінің коллекциясы бұрын 9000 SNP (single nucleotide polymorphism, бір нуклеотидті полиморфизм) маркерлері бойынша генотиптелген. Бұл жобада 50000 SNP генотиптеу арқылы SNP маркерлерінің санын көбейту, сондай-ақ фенотиптің вариациялары (төзімділік деңгейі) мен генотиптеу деректері – полиморфты SNP маркерлері арасындағы ассоциацияларды іздеуге негізделген генетикалық карталаудың, ассоциацияларды толық геномдық талдауының (АТГТ) заманауи әдістемесін пайдалану жоспарланған. Жобаны орындау барысында арпа және сорт-стандарттар коллекциясы еліміздің екі аймағында – Алматы және Жамбыл облыстарында зерттеледі. Бұл пәнаралық жобада екі ауруға төзімділіктің жаңа генетикалық факторларын іздеу үшін Қазақстанның генетиктері мен фитопатологтарының күштері біріктіріледі, сондай-ақ торлы дақ пен ринхоспориозға, сондай-ақ жоғары өнімділік пен дән сапасына бір мезгілде төзімді болып табылатын перспективалы линияларын іріктеу және бағалау үшін жаңа ДНҚ-маркерлер жиынтығы әзірленеді.
Жобаның мақстаы: Арпаның торлы дақ пен ринхоспориозға төзімділігі үшін жаңа сандық белгі локустарын (СБЛ) іздеу және генетикалық карталау.
Күтілетін нәтижелер:
1) Арпаның әлемдік коллекциясы үлгілерін өскін және ересек өсімдік кезеңдерінде дақтылықтың екі түріне төзімділігін бағалау. Торлы дақ пен ринхоспориозға төзімділігі бар перспективалы линиялар бөлінеді.
2) 50000 SNP-маркерлері бойынша генотиптеу деректерін пайдалана отырып, екі қатарлы арпа коллекциясының генетикалық алуантүрлілігі мен популяция құрылымына талдау жасалады.
3) Қазақстандық селекцияның арпа үлгілері ринхоспориозға және торлы даққа төзімділік гендерімен байланысқан микросателлитті ДНҚ-маркерлерінің көмегімен сипатталады.
4) АТГТ әдістемесі негізінде арпаның торлы даққа және ринхоспориозға төзімділігімен байланысты жаңа СБЛ локализацияланады.
5) Гендердің ДНҚ-маркерлерінің жиынтығы және арпаның зерттелетін ауруларға төзімділігі үшін СБЛ жасалады, ринхоспориозға және торлы даққа төзімділік аллельдерін тасымалдайтын перспективалы линиялары таңдалады.
Жобаның ғылыми жетекшісі:
Туруспеков Е.К., ӨББИ молекулалық генетика зертханасының меңгерушісі, биология ғылымдарының кандидаты, профессор, ҚР Президенті жанындағы Қазақстан Республикасы Ұлттық ғылым академиясының академигі. Зерттеу жұмысының негізгі бағыты: дәнді дақылдар селекциясында геномдық технологияларды қолдану. Молекулалық генетика және селекция саласында, соның ішінде Жапония, Ұлыбритания және Америкадағы ғылыми орталықтарда көп жылдық тәжірибесі бар. ҚР АШМ және ҒжЖБМ арқылы 4 грант пен 4 жобаның ғылыми жетекшісі. 100-ден астам ғылыми мақалалар, соның ішінде Web of Science (https://www.webofscience.com/wos/author/record/1719056) және/немесе Scopus (Индекс Хирша 16, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57197860996) индекстелген рецензияланған шетелдік ғылыми басылымдардағы 64 мақалалар, ҚР ҒжЖБМ ҒЖБССҚЕК ұсынған журналдарда 30-дан астам жарияланымдардың бірлескен авторы. 7 монографияның, 5 ғылыми-әдістемелік ұсынымның, жаздық жұмсақ бидайдың (3), жаздық және күздік арпаның (6, оның ішінде 2 аймақтық) сорттарының, 2 пайдалы модель патентінің бірлескен авторы. Туруспеков Е.К. 7 отандық және шетелдік ғылыми журналдардың редакциялық алқасының мүшесі. «Қазақстан Республикасының ғылымын дамытуға сіңірген еңбегі үшін» төсбелгісімен марапатталған (2014). Thomson Reuters және «ҰМҒТСО» АҚ «Ғылым көшбасшысы» дипломының иегері (2015); Қазақстан Республикасының ғылымы мен техникасын дамытуға ерекше үлес қосқан ғалымдар мен мамандарға арналған мемлекеттік ғылыми стипендияның иегері (2018 ж.). Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің «Үздік ғылыми қызметкер» 2022 байқауының жеңімпазы.
Зерттеу тобының мүшелері:
Гениевская Ю.А., 1996 ж. (жас ғалым), ӨББИ ғылыми қызметкері, PhD, 8 жылдық жұмыс тәжірибесі бар (ауруларға төзімділік генетикасы, АТГТ), WoS, Scopus (H-index-9, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57196939730) индекстелген 18 мақаланың бірлескен авторы, оның 10 жоба тақырыбына арналған; ҒЖБССҚЕК басылымдарында 5; 1 монографияның, 1 ғылыми-әдістемелік ұсынымның және 1 пайдалы модель патентінің бірлескен авторы. BR18574149 (2023-2024) ғылыми-техникалық бағдарламасы аясында жоба жетекшісі. Оксфорд университетінде және Джон Иннес орталығында (Ұлыбритания) тағылымдамадан өткен.
Әнуарбек Ш.Н., 1992 ж. (жас ғалым), ӨББИ аға ғылыми қызметкері, PhD, 11 жылдық еңбек өтілі бар (генотиптеу, АТГТ), 9 ғылыми мақаланың бірлескен авторы: Web of Science және Scopus басылымдарында рецензияланған 6 мақала (H-index–5, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57192177334), 3 ҒЖБССҚЕК басылымдарында; 1 ғылыми-әдістемелік ұсынымның, 3 пайдалы модель патентінің бірлескен авторы. Италиядағы ғылыми орталықтарда ғылыми тағылымдамадан өтті.
Мауленбай А.Д., 1994 ж., магистр (жас ғалым), молекулалық биология және фитопатология саласындағы маман, БҚПҒЗИ фитосанитарлық қауіпсіздік зертханасының меңгерушісі. Аахен қолданбалы ғылымдар университетінде (Германия, 2017 ж.) Бүкілресейлік өсімдіктерді қорғау ғылыми-зерттеу институтында (Ресей, 2022 ж.), Аймақтық дәнді дақылдарды тат ауруын зерттеу орталығында (RCRRC) (Измир, Түркия 2022 ж.) ғылыми тағылымдамадан өтті. Хирш индексі-2 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57219199798).
Курымбаева Н.Д., 1989 ж., магистр, фитопатология саласындағы жас маман, БҚПҒЗИ кіші ғылыми қызметкер м.а. Бүкілресейлік өсімдіктерді қорғау ғылыми-зерттеу институтында тағылымдамадан өтті (Ресей, 2022 ж.).
2018-2023 жылдардағы жоба орындаушыларының жарияланымдары мен патенттерінің тізімі:
- Almerekova S., Sariev B., Abugalieva A., Chudinov V., Sereda G., Tokhetova L., Ortaev A., Tsygankov V., Blake T., Chao S., Genievskaya Y., Abugalieva S., Turuspekov Y. * Association mapping for agronomic traits in six-rowed spring barley from the USA harvested in Kazakhstan // PLoS ONE (IF=3.8, Q1-Multidisciplinary sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000485006800052; SJR=0.885, 87-Multidisciplinary, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85070703047&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2019. – V. 14. – No. 8. – P. e0221064. DOI: 10.1371/journal.pone.0221064. Citation index Scopus 11/6, WoS 9/4
- 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.* Marker–trait associations in two–rowed spring barley accessions from Kazakhstan and the USA // PLoS ONE (IF=3.8, Q1-Multidisciplinary sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000447173500073; SJR=0.885, 87-Multidisciplinary, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85054751172&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2018. – V. 3. – № 10. – P. e0205421. DOI: 10.1371/journal.pone.0205421. Citation index Scopus 9/1, WoS 9/2
- Genievskaya Y.,Zatybekov A., Abugalieva S., Turuspekov Y.* Identification of quantitative trait loci associated with powdery mildew resistance in spring barley under conditions of southeastern Kazakhstan // Plants (IF=4.8, Q1-plant sciences https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:001017764300001; SJR=0.790, 83-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85164039523&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2023. – V. 12. – P. 2375. DOI: 10.3390/plants12122375. Citation index Scopus 1/1, WoS 0/0
- 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=4.8, Q1-plant sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000741223600001; SJR=0.790, 83-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85121687724&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2022. – V. 11. – P. 74. DOI: 10.3390/plants11010074. Citation index Scopus 4/3, WoS 2/1
- Genievskaya Y,Turuspekov Y, Rsaliyev A., Abugalieva S. Genome-wide association mapping for resistance to leaf, stem, and yellow rusts of common wheat under field conditions of South Kazakhstan // PeerJ (IF=3.1, Q2-Multidisciplinary sciences https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000564039200007; SJR=0.695, 83-General Agricultural and Biological Sciences, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85095435096&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2020. – Vol. 8. – P. e9820. DOI: 7717/peerj.9820. Citation index Scopus 10/5, WoS 11/5
- Genievskaya Y.,Pecchioni N., Laidò G., Anuarbek S., Rsaliyev A., Chudinov V., Zatybekov A., Turuspekov Y., Abugalieva S. Genome-wide association study of leaf rust and stem rust seedling and adult resistances in tetraploid wheat accessions harvested in Kazakhstan // Plants (IF=4.8, Q1-plant sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000838871100001; SJR=0.790, 83-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85136983036&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2022. – V. 11. – P.1904. DOI: 10.3390/plants11151904. Citation index Scopus 4/4, WoS 3/3
- Genievskaya Y.,Almerekova S., Abugalieva S., Chudinov V., Blake T., Abugalieva A., Turuspekov Y.* Identification of SNP markers associated with grain quality traits in a barley collection (Hordeum vulgare) harvested in Kazakhstan // Agronomy (IF=4, Q1–Agronomy, Q1–Plant Science https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000872057500001; SJR=0.663, 79-Agronomy and Crop Science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85140439636&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2022. – V. 12. – P. 2431. DOI: 10.3390/agronomy12102431. Citation index Scopus 2/0, WoS 2/0
- Genievskaya Y., Abugalieva S., Rsaliyev A., Yskakova G., Turuspekov Y.*QTL Mapping for Seedling and Adult Plant Resistance to Leaf and Stem Rusts in Pamyati Azieva × Paragon Mapping Population of Bread Wheat // Agronomy (IF=4, Q1–Agronomy, Q1–Plant Science https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000580345600001; SJR=0.663, 79- Agronomy and Crop Science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85090949261&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2020. – Vol. 10. – No. 9. – P. 1285. DOI: 3390/agronomy10091285. Citation index Scopus 7/4, WoS 7/4
- 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=3.8, Q1-multidisciplinary sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000544972400052; SJR=0.885, 87-Multidisciplinary, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85087025039&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2020. – Vol. 15. – No. 6. – P. e0234863. DOI: 11371/journal.pone.0234863. Citation index Scopus 18/12, WoS 15/9
- Turuspekov Y.*, Ormanbekova D., Rsaliev A., Abugalieva S. Genome-wide association study on stem rust resistance in Kazakh spring barley lines // BMC Plant Biology(IF=5.9, Q1-Plant sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000369816800002; SJR=1.159, 92-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84955312275&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2016. – V. 16. – P. 6. DOI: 10.1186/s12870-015-0686-z Citation index Scopus 41/35, WoS 37/31
- Амалова А.Ы., Абугалиева С.И., Туруспеков Е.К. Пайдалы модель «KASP маркерлерін қолдану арқылы жаздық жұмсақ бидайдың (Triticum aestivum) селекциялық-құнды линияларын анықтау әдісі» // Қазақстан Республикасы Әділет министрлігінің Ұлттық зияткерлік меншік институты. Электрондық ақпараттық бюллетень. – 2022 ж. – No 7588. Өтініш нөмірі – 2022/0677.2
- Бабкенов А.Т., Шелаева Т.В., Каиржанов Е.К., Бабкенов С. А., Утебаев М. У., Туруспеков Е.К., Амалова А.Ы. «Татьяна» жұмсақ жаздық бидайдың селекциялық жетістігіне (сортына) патент // Қазақстан Республикасы Әділет министрлігінің Ұлттық зияткерлік меншік институты. Электрондық ақпараттық бюллетень. – 2023 – No 1065. // «А.И. Бараева атындағы астық шаруашылығы ғылыми-өндірістік орталығы» ЖШС»
- Пат. 6643 ҚР пайдалы моделі үшін МПК C12Q 1/68 (2018.01), C12Q 1/6806 (2018.01). KASP технологиясын пайдалана отырып, молекулалық маркерлерді пайдалана отырып, жоғары сапалы арпа линияларын (HORDEUM VULGARE) анықтау әдісі / Гениевская Ю.А., Альмерекова Ш.С., Абугалиева С.И., Туруспеков Е.К.; өтініш беруші және патент иегері ҚР БжҒМ Ғылым комитетінің «Өсімдіктер биологиясы және биотехнологиясы институты». – № 2021/0928.2; өтін. 10.01.2021; баспа. 05.11.2021, Хабар. № 44. – 8 б.
- Пат. 773 Қазақстан Республикасының селекциялық жетістігі (сорты) – «Шахристан» жаздық арпа / Тохетова Л.А., Бодык Н., Туруспеков Е.К., Абугалиева С.И., Умирзаков С.И., Шермагамбетов К., Абугалиева А.И., Блейк Т.; өтініш беруші және патент иегері Жахаев атындағы Қазақ күріш шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты ЖШС. – № 2014/002.4, өтін. 02.14, Басп. 28.04.17, Хабар. № 10.
- Maulenbay A., Zakarya K., Moldazhanova R., Rsaliyev A. Characterization of tan spot races in Kazakhstan // Agriculture (IF=3.6, Q1-agronomy https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000872081500001; SJR=0.561, 67-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85141881993&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2022. – Vol. 12(10). – P. 1564. DOI: 10.3390/agriculture12101564.
- Rsaliyev A., Yskakova G., Maulenbay A.,Zakarya K., Rsaliyev S. Virulence and race structure of Puccinia graminis sp. tritici in Kazakhstan // Plant Protection Science (IF=1.5, Q3-agronomy, plant science, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000572523800004; SJR=0.290, 52-Agronomy and Crop Science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85091623332&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2020. – Vol.56(4). – P. 275-284. DOI: 10.17221/85/2020-PPS.
2024 жылғы нәтижелер:
- Жаздық екі қатарлы арпаның 273 сорты мен линияларын қамтитын коллекция ҚазЕӨҒЗИ дала жағдайында және БҚПҒЗИ инфекциялық жағдайда өсірілді. Коллекция өскін және ересек өсімдік кезеңдерінде торлы дақ пен ринхоспориозға төзімділікке бағаланды. Торлы дақтарына және ринхоспориозға төзімділігі бар перспективалы арпа линиялары анықталды.
- Екі қатарлы арпа коллекциясындағы генетикалық алуантүрлілік пен популяция құрылымының талдауы 50 000 SNP маркерлері (Illumina) үшін генотиптеу деректерін пайдалана отырып жүргізілді. Нәтижесінде 31834 полиморфты (MAF > 0,05) SNP үшін матрицалық деректер алынды. Геномды қамту 4,54 Гб болды. Талдау географиялық шығу тегі бойынша үлгілердің кластерленгенін көрсетті.
- Қазақстандық жаздық арпаның коллекциясынан ДНҚ бөлініп алынды, сонымен қатар ДНҚ генотипі торлы дақ пен ринхоспориозға төзімділік гендерімен байланысты микросателлит маркерлері қолданыла бастады.
- Талдау фенотиптік (төзімділікті бағалау) және генотиптік (SNP матрицасы) деректері және GAPIT бағдарламасы арқылы жүргізілді, бұл ересек өсімдіктің торлы даққа төзімділікпен (P <0,001) 6 локусы және ринхоспориозға төзімділігі үшін 7 сандық белгі локустарын (QTLs) анықтауға мүмкіндік берді.
Жарияланымдар (2024 ж.):
