ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeAP 08052804 (жетекшісі Альмерекова Ш.С.)

AP 08052804 (жетекшісі Альмерекова Ш.С.)

Жоба туралы қысқаша ақпарат

(жобаның ұзақтығы – 2020-2022 ж.ж.)

Жобаның атауы: ЖТН AP08052804 «Қос қатарлы жаздық арпаның өнімділігі мен дән сапасының негізгі белгілері үшін KASP маркерлерін құру және тиімділігін растау».

Қос қатарлы арпа әлемдік сыра қайнату өнеркәсібінің негізгі шикізаты болып табылады. Қазақстанда жергілікті сорттардың бәсекеге қабілеттілігі төмен болғандықтан сыра қайнату бағытының шетелдік сорттарына коммерциялық сұраныс жоғары. Жағдайды өзгерту және жаңа бәсекеге қабілетті, өнімділігі жоғары сыра сорттарын жасау үшін жаңа селекциялық және генетикалық құралдарды әзірлеу қажет. Жоба қос қатарлы арпаның өнімділігі мен дән сапасымен байланысты KASP технологиясын (Kompetetive allele-specific polymorphism, немесе аллель-спецификалық полиморфизм) пайдалана отырып, жоғары ақпараттық ДНҚ-маркерлер жинағын құруға бағытталған. Жобаны жүзеге асыру нәтижесінде Қазақстанда арпаның бәсекеге қабілетті жаңа сыра сорттарын жасау үшін генетикалық база құрылады.

  Жобаның мақсаты: Қазақстанда қос қатарлы жаздық сыра қайнатуда пайдаланылатын арпа өнімділігін және дәнінің сапасын арттыруға бағытталған селекциялық бағдарламалардың тиімділігін арттыру үшін KASP технологиясы бойынша ДНҚ-маркерлер жиынтығын құру.

  Күтілетін нәтижелер:

  1. Қазақстанның солтүстігінде және оңтүстік-шығысында өнімділіктің (10-нан кем емес) және дән сапасы (5-тен кем емес) көрсеткіштері кешені бойынша қос қатарлы жаздық арпа коллекциясының сипаттамасы. Қазақстанның екі аймағында арпа коллекциясын себу, фенологиялық бағалау, өнім құрылымын және дән сапасын талдау жүргізіледі. Сыра қайнату бағытындағы жаздық арпаның перспективті үлгілері бөлініп алынады.
  2. Арпаның дән сапасы көрсеткіштерімен статистикалық нақты байланысқан сандық белгілер локустары (QTL) мен SNP-маркерлер анықталады.
  3. Өнімділігі және дәнінінің сапасы жоғары арпа генотиптерін анықтау үшін KASP-маркерлерінің дизайны жасалады. Қазакқстанның солтүстік және оңтүстік-шығыс аймақтары үшін стандарт-сорттарды пайдалану арқылы ПТР жағдайы оңтайландырылады. Өнімділіктің және дән сапасының жеке көрсеткіштері үшін KASP-маркерлері жасалынады.
  4. Статистикалық әдістер арқылы қос қатарлы жаздық арпа коллекцисы скринингі негізінде KASP-маркерлер жиынтығының тиімділігін растау жүзеге асырылады. Еліміздің екі аймағы үшін өнімділік потенциалы және дән сапасы жоғары арпаның генотиптерін анықтау үшін KASP-маркерлер жиынтығы құрылады.
  5. Солтүстік және Оңтүстік-Шығыс Қазақстанда сыра қайнату бағытындағы жаздық қос қатарлы арпаның маркер-жанама селекциясында KASP-маркерлер жиынтығын пайдалану үшін ғылыми-әдістемелік ұсыныстар жасалады.

Жобаның ғылыми жетекшісі:

  Альмерекова Ш.С., аға ғылыми қызметкер, PhD, тиісті зерттеу саласында жұмыс тәжірибесі бар; 30 аса ғылыми еңбектің, оның ішінде Web of Science (Индекс Хирша 3, Rsearcher ID AAO-1157-2020) және/немесе Scopus (Индекс Хирша 3, Scopus Author ID: 57196952712) индекстелетін, рецензияланатын басылымдардағы 10 мақаланың бірлескен авторы. ORCID https://orcid.org/0000-0002-6079-264X

Зерттеу тобының мүшелері:

  Затыбеков А.К., аға ғылыми қызметкер, PhD, Германия мен Қытайда тағылымдамадан өткен: биотехнология, өсімдіктерді қорғау, молекулалық генетика саласында 32 ғылыми жұмысы бар, оның ішінде 19 мақала: шетелдік импакт-факторы жоғары рецензияланатын Web of Science  (H-index 2, ResearcherID: AAC-2978-2019) және Scopus (H-index–3, Scopus Author ID: 57196942983) журналдарында 3 мақаланың, ҚР БҒМ БҒСБК ұсынған журналдардағы 16 мақаланың, 1 ғылыми-әдістемелік ұсыныстың, пайдалы модельге 2 патенттің бірлескен авторы. ORCID https://orcid.org/0000-0003-4310-5753

  Әнуарбек Ш.Н., ғылыми қызметкер, магистр, Италияның ғылыми орталықтарында тағылымдамадан өткен; 20-дан астам ғылыми жұмыстары бар, оның ішінде 6 мақала ( WoS (H-index 3, ResearcherID: AAO-1161-2020) және Scopus (H-index 3, Scopus Author ID: 57192177334 рецензияланған журналдарында 5); 3 мақала ҚР БҒМ БҒСБК ұсынған журналдарда), 1 ғылыми-әдістемелік ұсыныстар және т.б. ORCID https://orcid.org/0000-0002-8673-9820

  Гениевская Ю.А., жоба тақырыбы бойынша 2 курс PhD-докторанты, кіші ғылыми қызметкер (КҒҚ); Web of Science (H-index 4, Researcher ID: AAF-2410-2019) және Scopus (H-index 5, Scopus Author ID: 57196939730) индекстелген 10 мақаланың бірлескен авторы; Оксфордта тағылымдамадан өтті. ORCID https://orcid.org/0000-0001-5987-2952

  Амалова А. Ы., ғылыми қызметкер, магистр, 5 мақаланың бірлескен авторы (H-index 2, ResearcherID: AAO-1156-2020), Scopus Author ID: 57213623570; 3 БҒСБК). ORCID https://orcid.org/0000-0002-7903-3467

2015-2020 жылдардағы жоба орындаушыларының жарияланымдары мен патенттерінің тізімі:

  1. 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. – 2019: 14(8). P.e0221064. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221064
  2. 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. 2018: 13(10). P. e0205421 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205421
  3. Almerekova S., Mukhitdinov N., Abugalieva S. Phylogenetic study of the endemic species Oxytropis almaatensis (Fabaceae) based on nuclear ribosomal DNA ITS sequences // BMC Plant Biology. 2017.  17(S1):19-27. https://doi.org/10.1186/s12870-017-1128-x
  4. Almerekova Sh., Lisztes-Szabo Z., Mukhitdinov N., Kurmanbayeva M., Abidkulova K., Sramko G. Genetic diversity and population genetic structure of the endangered Kazakh endemic Oxytropis almaatensis (Fabaceae) // Acta Botanica Hungarica. 2018. 60(3-4): 263-278. https://doi.org/10.1556/034.2018.1
  5. Almerekova S., Abugalieva S., Mukhitdinov N. Taxonomic assessment of the Oxytropis species from South-East of Kazakhstan // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 22(2):285-290. DOI: http://dx.doi.org/10.18699/VJ18.362
  6. Zatybekov A., Abugalieva S., Didorenko S., Gerasimova Y., Sidorik I., Anuarbek Sh., Turuspekov Y. GWAS of agronomic traits in soybean collection included in breeding pool in Kazakhstan // BMC Plant Biology. 2017. Vol.17 (Sl.1). Р. 64-70. https://doi.org/10.1186/s12870-017-1125-0
  7. 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 11(12): e0166894. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0166894
  8. , Abugalieva S., Didorenko S., Rsaliyev A., Turuspekov Y. GWAS of soybean breeding collection for resistance to fungal diseases in condition of South-East and South Kazakhstan // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018. Vol.22(5):536-543. https://doi.org/10.18699/VJ18.392
  9. Anuarbek Sh.N., Abugalieva S.I., Chudinov V.A., Tuberosa R., Pecchioni N., Turuspekov Ye.K. Comparative assessment of the yield components of the tetraploid wheat world collection // Вестник КазНУ. Серия экологическая (Eurasian Journal of Ecology). 2:39-49.

2020-2021 жылдардағы нәтижелер:

  1. 532 үлгіден тұратын арпа коллекциясы (Қазақстан және Америка селекциясының 357 сорттары мен линиялары, 2775 x M176 карталанған популяциясының 175 линиясы), оңтүстік-шығыс Қазақстан (ҚазЕжӨШҒЗИ, Алматы облысы) және солтүстік Қазақстан (Қарабалық АШТС, Қостанай облысы) егістік жағдайында аймақ) зерттелді. Арпаның өнімділігімен байланысты келесі 10 белгі талданды – фенологиялық белгілер: масақтану уақыты  және масақтанудан толық піскенге дейінгі уақыт; морфологиялық белгілер: өсімдік биіктігі және жоғарғы буынаралық ұзындығы; өнімділік компоненттері: масақ ұзындығы, 1000 дән салмағы, м2 өнімділік, бір өсімдіктегі дән салмағы, бір өсімдіктегі дәннің саны, масақтағы дән салмағы.   Астық сапасына биохимиялық талдау 7 көрсеткіш бойынша жүргізілді: дән натурасы, дәннің ылғалдылығы, дәндегі ақуыздың құрамы, крахмалдың құрамы, майдың құрамы, талшық құрамы және күл құрамы.
  2. Екі қатарлы жаздық арпаның дән сапасымен байланысты ассоциацияларды толық геномдық талдау (АТГТ) және арпадағы дән сапасының көрсеткіштерімен статистикалық сенімді байланысқан сандық белгілер локустары мен SNP-маркерлерін анықтау аяқталды. Сыра қайнату өнеркәсібі үшін де, жем-шөп өндірісі үшін де оптималды өнімділігі бар жаздық арпа үлгілері анықталды. Алынған деректер негізінде ассоциацияларды толық геномдық талдау жүргізілді, нәтижесінде 7 сандық белгілер локустарына (СБЛ) топтастырылған 20 маркер-белгі ассоциациялары анықталды. Табылған плейотропты СБЛ арпаның гүлдену гендеріне жақын болды. Осы жұмыс барысында табылған барлық СБЛ, сондай-ақ таңдалған перспективалы арпа үлгілері арпа селекциясы процесіне біріктірілуі мүмкін.
  3. Өнімділік пен дән сапасының жекелеген көрсеткіштері үшін KASP-маркерлерінің жинағын құру жалғастырылды. 2020 және 2021 жылдардағы жобаны іске асыру барысында жинаққа өнімділік пен дән сапасының белгілері (1000 дән салмағы, 1 м2 өнімділік, масақ ұзындығы, жоғарғы буынаралықтың ұзындығы, масақтану және пісу уақыты, өнімді өркендер саны, ақуыз және крахмал құрамы, экстрактивтік және дәннің толықтығы) үшін жасалған 30 KASP маркерін қамтыды.
  4. Екі қатарлы жаздық арпа коллекциясын статистикалық әдістерді және заманауи қолданбалы бағдарламаларды пайдалана отырып скрининг негізінде KASP маркерлері жиынтығының тиімділігін растау (валидациялау) басталды. АТГТ нәтижесінде анықталған жаздық арпаның сапалық және өнімділік белгілерімен маркерлер байланысының сенімділігін растау үшін 2020 жылы Қарабалық АШТС егістіктерінде өсірілген 34 перспективті линиясынан тұратын коллекция қолданылды. Валидация үшін таңдалған белгілер арпаның дән сапасының маңызды көрсеткіштері болып табылады.

Жарияланымдар (2020-2021 ж.ж.):

  Web of Science және (немесе) Scopus деректер базасында индекстелетін рецензияланатын ғылыми басылымдардағы мақалалар:

  1. Almerekova S., Genievskaya Y., Abugalieva S., Sato K., Turuspekov Y. Population structure and genetic diversity of two-rowed barley accessions from Kazakhstan based on SNP genotyping data // Plants (Q1 – Plant Sciences, IF=3.935, Процентиль 56 – Plant Science). – 2021. – V. 10. – № 10. – P. 2025. https://www.mdpi.com/2223-7747/10/10/2025

 Нөлдік емес импакт—факторы бар рецензияланатын шетелдік және (немесе) отандық басылымдағы мақалалар (БҒСБК ұсынған):

  1. Genievskaya Y., Almerekova S., Abugalieva A., Abugalieva S. Genome-wide association study of grain quality traits in spring barley collection grown in Kyzylorda region // KazNU bulletin. Experimental Biology. – 2021. – V. 87. – №2. – P. 36-47. https://bb.kaznu.kz/index.php/biology/article/view/1606/1472
  2. Genievskaya Y., Almerekova S., Abugalieva A., Chudinov V., Abugalieva S. Genotype × environment interactions in grain quality traits and yield of barley grown in Kostanay and Almaty regions // KazNU bulletin. Eurasian Journal of Ecology. – 2021. – V. 68. – № 3. – P. 44-54. https://bulletin-ecology.kaznu.kz/index.php/1-eco/article/view/1185/933

Халықаралық конференциялардағы тезистер:

  1. Genievskaya Y., Almerekova S., Abugalieva A., Abugalieva S., Turuspekov Y. Marker-trait associations for barley grain quality traits identified in Karaganda and Kostanay regions using GWAS. The 6th international scientific conference Plant Genetics, Genomics, Bioinformatics, and Biotechnology (PlantGen2021). June 14–18, 2021, Novosibirsk, Russia. https://conf.icgbio.ru/plantgen2021/wp-content/uploads/sites/4/2021/06/PlantGene2021_v19.06.pdf

Пайдалы модельге ҚР патенті:

  1. Гениевская Ю.А., Альмерекова Ш.С., Абугалиева С.И., Туруспеков Е.К. KASP технологиясы бойынша молекулалық маркерлердің көмегімен арпаның (Hordeum vulgare) жоғары сапалы линияларын анықтау әдісі. Қазақстан Республикасының пайдалы модельге патенті 05.11.2021 № 6643.

Конференциялардағы, семинарлардағы баяндамалар (баяндама формасын көрсете отырып):

  1. Гениевская Ю.А. –PlantGen2021 халықаралық конференцияда постерлі баяндама. https://conf.icgbio.ru/plantgen2021/2021/06/11/rumarker-trait-associations-for-barley-grain-quality-traits-identified-in-karaganda-and-kostanay-regions-kazakhstan-using-gwasenmarker-trait-associations-for-barley-grain-quality-traits-identi/

2022 жылдағы нәтижелер:

Алматы және Қостанай облыстары жағдайында далалық зерттеулер нәтижесінде екі қатарлы жаздық арпа өнімділіктің 10 белгісі және дән сапасының 6 көрсеткіші бойынша зерттелді. Солтүстік Қазақстанда коллекция сыра қайнатуға қолайлы дән сапасын көрсетсе (төмен ақуыз және жоғары крахмал), оңтүстік-шығыста өсірілген дән сапасы жемдік қажеттілікке қолайлы екендігі байқалды. Дән сапасы көрсеткіштері бойынша алынған нәтижелер сапамен байланысты локустарды анықтау үшін АТГТ-ға пайдаланылды. Нәтижесінде солтүстік және оңтүстік-шығыс жағдайы үшін 50 маркер-белгі ассоциациялары анықталып, олардың 30 статистикалық маңыздылығы (P<0,001) көрсетілді. Дән сапасы мен өнімділік белгілері үшін 45 KASP-маркерлері дизайны жүзеге асырылды. Жобаның барлық кезеңінде жасалған 45 KASP-маркерлері үшін валидация жүргізілді. Дән сапасы белгілерімен сенімді түрде байланысқан KASP-маркерлері үшін пайдалы модель патенты алынды (№6643). Арпа дәні өнімділігі мен сапасы СБЛ генотиптеу және генетикалық карталау үшін ДНҚ-маркерлерін қолдану бойынша әдістемелік нұсқаулықтар жарияланды. Жаңа ДНҚ-маркерлер мен бөлініп алынған линиялар қос қатарлы арпаның жаңа сорттарын жасау үшін селекция процесіне сәтті енгізілуі мүмкін. ДНҚ-маркерлері және бөлініп алынған линиялар кейіннен әртүрлі коллекциялардағы өнімді және жоғары сапалы жаздық арпа үлгілерін жылдам іздеу үшін пайдаланылуы және селекциялық бағдарламаларға енгізілуі мүмкін.

Жарияланымдар (2022 ж.):

  Web of Science және (немесе) Scopus деректер базасында индекстелетін рецензияланатын ғылыми басылымдардағы мақалалар:

  • 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 (Q1 – Plant Sciences. Agronomy, IF=4.117, Процентиль 73 – Agronomy and Crop Science). – 2022. – V.12. — №10. – P. 2431.

Нөлдік емес импакт—факторы бар рецензияланатын шетелдік және (немесе) отандық басылымдағы мақалалар (БҒСБК ұсынған):

  • Genievskaya Y.A., Almerekova S.S., Chudinov V.A., Turuspekov Y.K., Abugalieva S.I. Validation of KASP assays associated with barley adaptation and productivity traits // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2022. – №3. – P. 64-74.

Халықаралық конференциялардағы тезистер:

  • Almerekova S., Genievskaya Y., Abugalieva S., Turuspekov Y. Population structure of two-rowed barley from Kazakhstan using SNP Illumina Array // Materials of 5th International Conference on Veterinary, Agriculture and Life Sciences (ICVALS). – Antalya, Turkey, 2022.
  • Genievskaya Y., Almerekova S., Turuspekov Y. Identification of SNP markers for grain quality traits in a barley collection (Hordeum vulgare) harvested in Kazakhstan // Materials of IV. International Plant Breeding Congress (IPBC). – Antalya, Turkey, 2022.
  • Genievskaya Y., Almerekova S. Genetic structure of the world barley collection including accessions from Kazakhstan // Materials of international scientific conference of students and young scientist “Farabi Alemi”. – Almaty, 2022. – 486 p.

Әдістемелік ұсынымдар

11) ДНК-маркеры в генотипировании и генетическом картировании локусов количественных признаков продуктивности и качества зерна ячменя. С.И. Абугалиева, Ш.С. Альмерекова, Ю.А. Гениевская, Е.К. Туруспеков (под общ. ред. проф. Е.К. Туруспекова, проф. С.И. Абугалиевой). – Алматы, 2022. – 97 с.

Монография

12) Генетическое картирование локусов количественных признаков продуктивности и качества зерна ячменя. Туруспеков Е.К., Абугалиева С.И., Гениевская Ю.А., Альмерекова Ш.С. – Алматы, 2022. – 237 с.